光學玻璃板狀坯料熱加工連軋機結構設計與研究.pdf

1、光學玻璃主要是用來制造機械設備或者光學儀器的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料?，F代的軍用及民用光電信息產品、光學儀器需要大量的各類光學玻璃。這些光學玻璃廣泛應用于數碼相機、數碼攝像機、可拍照手機、CRT背投影電視機、液晶投影機、復印機、掃描儀、讀取頭等新興光電信息產品中。
　　 光學鏡頭是由光學玻璃材料壓型毛坯加工而成。光學玻璃坯料是一些具有不同長度、寬度和厚度、外觀不規(guī)則、表面不平整的板材。生產廠家將根據光學鏡頭產品規(guī)格需

2、要，將其切割為重量約為0.5～30g的塊狀玻璃，然后通過模壓成型工序，將其加工成光學玻璃材料壓型毛坯。
　　 目前國內塊狀光學玻璃坯料的現有加工工藝是：通過電阻絲將光學玻璃坯料板材炸裂成條狀，然后再人工使用切割機根據經驗切割成所需重量的塊狀玻璃。這種工藝全憑工人經驗，在炸裂和切割兩道工序中，即便是技術高超的工人，材料損耗也大，加工出來的條狀和塊狀玻璃不規(guī)整，玻璃重量的離散度大，導致后續(xù)加工出來的壓型毛坯件廢品率較大，并且這屬于勞

3、動密集型加工，自動化生產程度不高。由于光學玻璃脆性大、硬度高，坯料板材的不規(guī)則、不平整，價格昂貴，如果使用數控多刀切割設備進行切割，在常規(guī)的條件下加工時，則有切口、易產生裂紋，加工表面質量差、刀具磨損嚴重，加工成本高，材料利用率較低。
　　 本文正是從這一實際出發(fā)，以光學玻璃板狀坯料熱加工連續(xù)軋制成型工藝為研究基礎，擬設計出一種連軋機，使其滿足將光學玻璃板狀坯料加熱至軟化點后，通過軋輥擠壓變形形成一定直徑的棒料，以便后續(xù)加工使用

4、的要求。在設計過程中，首先，運用傳統(tǒng)機械設計方法，計算出軋機各個零部件的尺寸參數；其次，運用PRO/E軟件對軋機的零部件進行三維建模以及運動仿真；第三，對核心零部件進行有限元分析，校核零件的強度，檢驗設計是否滿足設計要求；最后，運用Optistruet軟件對核心零部件進行優(yōu)化設計，使軋機結構簡單，重量更輕，減少生產制造成本。
　　 研究結果表明：
　　 ①在軋機運動仿真分析中，各個零部件之間運動關系正確，符合運動學規(guī)律，

5、并且沒有產生干涉，證明設計方案可行。
　　 ②軋輥有限元計算結果表明，軋輥的型孔處出現了應力集中，這是因為型孔處受軋制力作用。軋輥的輥身與輥頸過渡處由于尺寸相差較大，出現應力集中，在實際生產中，軋輥的斷裂基本都是出現于輥身與輥頸過渡區(qū)域，表明有限元理論分析與實際結果相符；機架有限元計算結果表明，最大應力出現在地腳螺栓處，在實際生產中，機架容易側翻，地腳螺栓起固定機架作用，應力最大，與有限元計算結果相符。
　　 ③優(yōu)化計算